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Cbd37b08a9fcd6f215200b2e14191419 無人機現在已經越來越便宜,不過一般人玩無人機除了飛行之外,頂多就是玩玩空拍,這樣不是太千篇一律了嗎?如果能夠發揮創客精神,大家發揮想像,其實可以玩出許多新花樣!本次Maker Club我們就請來國內研發無人競速機的創客團隊翔探科技,請他們發揮創意,帶大家玩不一樣的無人機。

什麼是 Intel Edison

和其他開發板相比,Intel Edison 是塊著重在 Wi-Fi 功能的開發板,其搭載的功能非常多元, 以低功耗的高效能雙核心 CPU 搭配單核心微型控制器,可支援複雜的資料蒐集作業,內建 Wi-Fi、藍牙、LE、記憶體與儲存裝置,簡化配置,另外再加上 40 個多工 GPIO 介面,能讓開發者依照設計選用擴充板,提供擴充彈性。

Intel Edison 的核心是一組 Intel Atom 22 奈米系統單晶片,具備 500Mhz 雙核心 CPU 和 100Mhz MCU,可先以低耗電狀態的 MCU 收集並預先處理資料,再將篩選過的資料傳送給 CPU 進行分析。軟體相容性方面,適用於 Intel Edison 的 Intel IoT 開發者工具組支援 C、C++、Python、Node.js/Javascript 等用於開發上網感測器物聯網應用程式的程式語言。同時支援多種整合式開發環境,如 Arduino、Eclipse、Wyliodrin 與 Intel XDK。 

 

本次課程:人臉辨識與無人機應用

本次教學是採用市面上可買到的現成無人機,然後透過3D列印的列印支架,將Intel Edison與無人機進行結合,搭配一般的WebCam連接在Intel Edison上,就可以運用 Intel Edison強大的運算能力,即時辨識搭載在無人機上的鏡頭所拍到的人臉,可以計算出現場人臉數量,然後即時回傳到手機。

整個過程下來,是不是很像一架偵察機呢?這是由Aeroprobing Inc. 翔探科技團隊利用Intel Edison研發的有趣的影像辨識應用!

 

課程講師:Aeroprobing Inc. 翔探科技團隊

「AEROPROBING」翔探科技團隊為國內專注於開發多軸無人機飛航控制、無線傳輸、遠端控制及多軸無人機結構設計等關鍵應用的團隊,並已掌握關鍵技術及驗證。為國內首個以「競技」角度切入無人機市場的開發團隊,並且於今年八月份舉辦台灣第一場的FPV比賽,現場邀集16支參賽隊伍來參加盛況。

 

▲翔探科技的創辦人高丈淵

翔探科技講師恁綜,他在課堂上負責講解基本的硬體組裝步驟。

翔探科技講師浩威,負責講解驅動程式以及軟體的安裝。

 

動手實作:動手組裝,將無人機變成無人偵察機!

本次的教室地點在台北市三創園區。由於Intel Edison為比較進階的板子,因此這次來報名參加的學員如果有Maker相關經驗會比較容易上手。

不過,如果之前沒有經驗,其實跟著老師的講解,也一樣可以走到最後成果,而且現場也有許多助教會隨時支援,給予學員必要的協助以及問題的排除,只是最好回去之後再加以複習,才能夠理解相關的細節。

▲三創園區的教室場地。

翔探科技的助教會在教室現場隨時給予有問題的學員相關的協助。

這次課程一開始先從硬體組裝開始講起,首先要把無人機與Edison的板子加以組裝。現場有兩種款式的不同無人機,在這裡的設計是採用了Maker的精神,將Edison板子與無人機的電池蓋的部分相結合,並且讓WebCam可以架在無人機的腹部。

在這個過程中主要要注意的就是接線的位置,因為背後的支撐架還要放入電池盒,因此要注意到的就是WebCam的接線不要擋到電池盒的出入口,以及正反面的安裝問題,除此之外比較沒有太大的技術難度。

現場一位王先生帶了他的小朋友一起來上課,由小朋友負責組裝。整個過程連小朋友都能輕鬆完成。

 

安裝驅動程式、韌體、臉部辨識程式

接下來先把無人機放一邊,安裝Edison驅動程式。這個部分負責講解的講師是浩威。在這個部分首先事先把Edison用USB連接到電腦,安裝驅動程式予以驅動,讓電腦抓得到Edison板子。之後再來安裝韌體更新,這時會需要要求將Edison先移除再來接上安裝,有點類似重新啟動。

在這個過程中有些學員會遇到一些安裝失敗的狀態,系統沒有抓到Edison的板子,根據講師以及助教排除狀況,發現多半是因為硬體被Windows的數位簽章給擋住,如果把數位簽章的功能關閉,多半都可以解決問題成功安裝。再不然,就是會遇到一些線路接觸不良的問題。

要能夠讓Edison辨識人臉,並且將資訊回傳到使用者的電腦或是手機上,主要是用到互動式網頁的設計。一個互動式網頁的機制主要可以分為三個部分:

 

  • Client端(前端):用戶端可以直接看到的網頁部分
  • Server端(後端):網頁背後運行的後台部分
  • Socket:Server端必須開通Socket給Client才有辦法使用戶端透過這個Socket將資料傳輸給Server處理,用於與伺服器端互動的媒介

 


而整個系統架構如上圖所示,Edison是Server端,會不斷讀取相機捕捉到的影像,然後用Http的方式串流將影像傳回到使用者的手機或是電腦上,同時Server端還會執行人臉辨識的程式,辨識到出現在圖片中的人臉數量,然後將這個資訊也回傳到使用者的手機或是電腦上。在視覺處理方面,主要是用到了OpenCV函式庫,用它來實現人臉辨識的相關功能。

 

試飛測試

由於無人機比較危險,因此我們雖然在三創的戶外空間進行測試,不過要求學員的飛行高度需維持在腰部以下,並且測試時間也有所限定,主要只是讓學員能夠理解怎麼進行操作,以及測試是否正常,實際上要玩要飛,還是要請大家回去之後找到空曠的安全場地再進行。

▲講師講解遙控器操作方法以及如何與無人機對頻。

學員心得

張晉哲:本身是逢甲碩一學生。他當天是從中部上來參加的,他表示本身的研究計畫與影像上傳雲端有關,再加上實驗室的計畫也有一些跟Maker相關的部分。雖然他本身在學校並沒有碰到這一塊,但還是有一些相關的概念,並且本身也很有興趣。

那麼來參與課程是否有獲得他想要學習的東西呢?他表示在參加的過程中,與助教的討論,的確有解決一些相關的疑惑,並且初步瞭解相關問題。

張先生:張先生本身是從事機械製圖相關的工作,自己之前有自己玩過Arduino、樹莓派等開發套件,不過都是自己在家玩,遇到不會的就上網找答案。不過由於Intel Edison的板子比較複雜,而且像是互動式網頁,Open CV等這些比較進階、深入的,其實網路上的資料並不多,因此就要花更多時間去找資料。相對來說,來到現場聽老師講,有不懂的問老師就比較直接。

王先生、王小弟:王先生本身從事軟體開發的工作,而王小弟目前就讀小五。王先生之前也有玩過其它開發板的經驗,但是對於Edsion板子省電並且有WIFI,功能性強大等等特性感到興趣。尤其本身可以跑Linux、進行臉部辨識等應用,規格相當強大,還是與之前接觸的其它開發板不同。至於這次會帶小朋友來,王先生表示主要是因為小朋友對飛行機感興趣,而這次組裝的部分就都讓小朋友來完成。

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